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固体構造とイオン輸送現象の相関に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 07239102
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

工藤 徹一  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90205097)

研究分担者 鈴木 謙爾  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005861)
菅野 了次  神戸大学, 理学部, 助教授 (90135426)
河村 純一  北海道大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (50142683)
松井 恒雄  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90135319)
岸尾 光二  東京大学, 工学部, 教授 (50143392)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
117,700千円 (直接経費: 117,700千円)
1997年度: 29,900千円 (直接経費: 29,900千円)
1996年度: 44,800千円 (直接経費: 44,800千円)
1995年度: 43,000千円 (直接経費: 43,000千円)
キーワードイオン伝導 / 層状酸化物 / ペロプスカイト / チオリシコン / 酸化物クラスター / ガラス / 中性子回析 / プロトン伝導 / ペロブスカイト / 中性子回折 / イオン拡散 / 骨格型酸化物 / 骨格酸化物 / イオン輸送 / ソフト化学 / イオン導電性ガラス / パーコレーション / 磁化率 / 拡散係数
研究概要

固体のイオン輸送特性は、局所構造も含めて固体構造と密接に関連する。本研究の目的は、固体のイオン輸送現象の構造相関を系統的に理解することにより、異常に速いイオン輸送性を示す固体材料を設計、開発するための指針を得ようとするものである。この目的に即して、以下の典型的構造の物質系、すなわち、1)層状酸化物、2)骨格型酸化物および硫化物、3)酸化物クラスター凝集体、4)複合ガラス相、を対象として取り上げた。各項目における本年度の主要な成果は次の通りである。1)層状岩塩化合物Li_<1-x>Ni_<1+x>O_2の非化学量パラメータ(x)を精密に制御した試料について化学拡散係数を測定した結果、xが小さいほど拡散が速くなることを見いだした。2)プロトン伝導体Sr(Ce、Yb)O_3についてEXAFSおよび中性子回折を行い、このペロブスカイト骨格中では、酸化物イオン空孔がCeとYbの周りに均一に分布していることを明らかにした。また、新しいLISICON型硫化物(Li_2S-GeS_2-ZnS系およびLi_2S-GeS_2-Ge_2S_3系チオリシコン)の合成に成功し、きわめて高いリチウムイオン導電率(10^<-4>Scm_<-1>、25C)を示すことを確認した。3)クラスター凝集体については、シュウ酸およびマロン酸などの酸配位子導入した酸化タングステンクラスター凝集体を新たに合成し、プロトン導電率が配位子濃度の増加とともに指数関数的に増加するという興味深い現象を見いだした。4)複合ガラス相については、中性子準弾性散乱、X線小角散乱、低温比熱測定、高周波数導電率測定、^<109>Ag-NMRなどの測定手段を駆使して、CuI-Cu2Mo04系などの高イオン伝導性ガラスの階層構造とイオンダイナミックスの関係を明らかにするとともに、リチウムを含む有機・無機複合ガラス相(LiI-(C2H5)4NI系など)についても検討し、カップリング系ガラスに特徴的な導電挙動を確認した。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (62件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (62件)

  • [文献書誌] T.Kudo et al.: "Theoretical depemdemces of the free energy and Chemical Potential upon composition in intercalation systems with repulsive interaction between"Electorichimica Acta. 43・7. 781-789 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hibino, et al.: "Proton cunductive amrphous thin films of tungsten oxide clusters with acidic ligands"Solid States Ionics. 100. 211-216 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kannno, et al.: "Neuron diffraction study of LiNi_<0.8>Mn_<0.2>O_2"J.Solid State Chem.. 134. 1-7 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kannno, et al.: "Synthesis and electrochemical properties of lithium iron oxides withs layer-related structures"J.Power.Sources. 68. 145-152 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kannno, et al.: "Micromagnetic behavior of non-stoichionetric Li_<0.95>Ni_<1.05>O_2"Solid States Ionics:New Development.World Scientific Publishing Co.. 329-334 (1996)

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  • [文献書誌] R.Kannno, et al.: "Magnetic properties of Li_<1-x>Ni_<1+x>O_2(0<x<0.08)"J.Solid State Chem.. 127. 109-118 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kannno, et al.: "Neuron differaction study of the layered Li_<0.5-x>Ni_<1+x>O_2"Solid States Ionics. 86-88. 791-796 (1996)

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  • [文献書誌] R.Kannno, et al.: "Physical properties of the de-lithiated Li_<2-x>RuO_2 with the layerd structure"Solid States Ionics. 86-88. 859-863 (1996)

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  • [文献書誌] R.Kannno, et al.: "Synthsis,structure,and electrochemical properties of a new lithium iron oxide, LiFeO_2 with a corrugated layer structure"J.Electrochem.Soc.. 143(8). 2435-2442 (1996)

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  • [文献書誌] K.Suzuki, et al.: "Hirarchy of dynamic structure of super-ionic conducting glass CuI-Cu_2MoO_4"J of Non-Crystalline Solids,. (in press).

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  • [文献書誌] H.Yokoi, et al.: "EXAFS study of (La_<1-x>M_x)Zr_2O_7,(M=Nd and Ce)"J.Nucl.Mater.. 238. 163-168 (1996)

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  • [文献書誌] T.Matsui et al.: J.Nucl.Mater.. 435-438 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kudo,et al.: "Theoretical dependences of the free energy and chemical potentialupon composition in intercalation systems with repulsive interacion between guest ions"Electrochimica Acta. 43・7. 781-789 (1998)

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  • [文献書誌] M. Hibino,et al.: "Proton conductive amorphous thin films of tungsten oxide clusters with acidic ligands"Solid State Ionics. 100. 211-216 (1997)

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  • [文献書誌] R. Kanno, et al.: "Neutron diffraction study of LiNi0.8Mn0.2O2"J. Solid State Chem.. 134. 1-7 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kanno, et al.: "Synthesis and electrochemical properties of lithium iron oxides with layer-related structures"J. Power Source. 68. 145-152 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kanno, et al.: "Micromagnetic behavior of non-stoichiometric LiィイD20.95ィエD2NiィイD21.05ィエD2OィイD22ィエD2"Solid State Ionics New Development. World Scientific Publishing co.. 329-334 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kanno, et al.: "Magnetic properties of LiィイD21-xィエD2NiィイD21+xィエD2OィイD22ィエD2(0<x<0.08)"J. Soiid State Chem.. 127. 108-118 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kanno, et al.: "Neutron diffraction study of the layered LiィイD20.5ィエD2-xNiィイD21+xィエD2OィイD22ィエD2"Solid State Ionics. 86-88. 791-796 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kanno, et al.: "Physical properties of the de-lithiated LiィイD22-xィエD2RuOィイD23ィエD2 with the layered structure"Solid State Ionics. 86-88. 859-863 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. Kanno, et al.: "Synthesis, structure, and electrochemical properties of a new lithium iron oxide, LiFeOィイD22ィエD2 with a corrugated layer structure"J. Electrochem. Soc.. 143(8). 2435-2442 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Suzuki,et al.: "Hierarchy of dynamic structure of super-ionic conducting glass CuI-CuィイD22ィエD2MoOィイD24ィエD2"J.of Non-Crystalline Solids. (in press).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Yokoi,et al.: "EXAFS study of (LaィイD21-xィエD2MィイD2xィエD2)2ZrィイD22ィエD2OィイD27ィエD2, (M=Nd and Ce)"J. Nucl. Mater.. 238. 163-168 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Matsui,et al.: J. Nucl. Mater.. 435-438 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kudo, et al.: "Theoretical dependences of the free energy and chemical potential upon composition in intercalation systems with repulsive interaction between guest ions" Electrochimica Acta. 43・7. 781-789 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hibino, et al.: "Proton conductive amorphous thin films of tungsten oxide clusters with acidic ligands" Solid State Ionics. 100. 211-216 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno, et al.: "Neutron diffraction study of LiNi_<0.8>Mn_<0.2>O_2" J.Solid State Chem.134. 1-7 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno, et al.: "Synthesis and electrochemical properties of lithium iron oxides with laver-related structures" J.Power Sources. 68. 145-152 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno, et al.: "Micromagnetic behavior of non-stoichiometric Li_<0.95>Ni_<1.05>O_2" Solid State Ionics:New Development.World Scientific Publishing Co.329-334 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno, et al.: "Magnetic properties of Li_<1-x>Ni_<1+x>O_2(0<x<0.08)" J.Solid State Chem.127. 109-118 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno, et al.: "Neutron diffraction study of the layered Li_<0.5-x>Ni_<1+x>O_2" J.Solid State Ionics. 86-88. 791-796 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno, et al.: "Physical properties of the de-1ithiated Li_<0.2-x>RuO_3 with the layered structure" Solid State Ionics. 86-88. 859-863 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno, et al.: "Synthesis,structure,and electrochemical properties of a new lithium oron oxide,LiFeO_2,with a corrugated laver structure" J.Electrochem.Soc.143(8). 2435-2442 (1996)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Suzuki, et al.: "Hierarchy of dynamic structure of super-ionic conducting glass GuI-Cu_2MoO_4" J.of Non-crystalline Solids,in press.

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yokoi, et al.: "EXAFS study of (La_<1-x>M_x)_2Zr_2O_7,(M=Nd and Ce)" J.Nucl,Mater.238. 163-168 (1996)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Matsui, et al.: J.Nucl,Mater.435-438 (1996)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kudo et. al: "Consideration on the potential-composition relationships observed with amorohous intercalation systems such as LiWO_3" Solid State Ionics. 84. 65-72 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.M.Li et. al: "Lithium intercalation dynamics of spin-coated amorphous Mo_<0.5>V_<0.5>O_<2.75> thin film" Solid State Ionics. 86-88. 1295-1299 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Suzuki: "The role of non-crystalline structure in materials science" J.of Non-Crystalline Solids. 192/193. 1-8 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno et. al: "Synthesis,structure,and electrochemical properties of a new lithium iron oxide,LiFeO_2,with a corrugated layer struclture" J.Electrochem.Soc.143(8). 2435-2442 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H,Kobayashi et. al: "Physical properties of the de-lithiated Li_<-x>RuO_3 with the layered structure" Solid State Ionics. 86/88. 859-863 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano et. al: "Neutron diffraction study of the layered Li_<0.5-x>Ni_<1+x>O_2" Solid State Ionics. 86/88. 791-796 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takematsu et. al: "Mictomagnetic behavior of non-stoichiometric Li_<0.95>Ni_<1.05>O_2" Solid State Ionics New Development. 329-334 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kishio et. al: "Chemical doping and improved flux pinning in Hg-based superconductors" L.Low Tem.Phys.105. 1359- (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] J.Kawamura et. al: "Intermediate range structure of organic-inorganic mixed superionic conductor glasses:AgI and tetraalkylammomium iodides" Solid State Ionics. 86/88. 517-520 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kudo: "The CRC Handbook of Solid State Electrochemistry" ed.P.J.Gellings,H.J.M.Bouwmeester CRC Press, (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kishio et. al: "Advances in superconductivity VIII" springer-Verlag Tokyo, (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hibino et al.: "Preparation and lithium intercalation of a new vanadium oxide with a two dimensional structure" Solid State Ionics. 79. 239-244 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ugaji et al.: "Evaluation of a new type of vanadium oxide from peroxo-polyvanadate as a cathode material for rechargeable lithium batteries" J.Electrochem.Soc.142. 3664-3668 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hibino et al.: "Theoretical consideration concerning diffution coefficient measurements by potenrial step chronoamperometry for insertion compounds" DENKIKAGAKU. 63. 1040-1045 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.M.Li et al.: "Lithium intercalation dynamics of spin coated amorphous Mo_<0.5>V_<0.5>V_<2.75> thin film" Solid State Ionics. (submitted).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] J.Kawamura et al.: "Neutron scattering from AgI-CsI-(CH_3)_4NI glasses" Solid State Ionics. 79. 264 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] J.Kawamura et al.: "Intermediate range structure in organic-inorganic mixed superionic conductor glasses Agl-CsI-tetraalkylammonium iodide" Solid State Ionics. (in press).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Stoto et al.: "Electron microscopy investigation of iodine intercalated in Bi_2Sr_2CaCu_2Ox:location and ordering of I_3-molecules" Phys.Rev.B22. 16220 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] O.Chmaissem et al.: "Crystal structures of Hg-Sr-Ca-Cu-O superconductors with enhanced flux pinning:Hg_<1-x>RexSr_2Ca_<n-1>Cu_nO_<n+2+δ>(n=2,3;x=0.2-0.25)" Phys.Rev.B in press.

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      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano et al.: "Relationship between non-stoichiometry and physical properties in LiNiO_2" Solid State Ionics. 78. 123 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shirane et al.: "Struture and physical properties of lithium iron oxide,LiFeO_2,syntheized by ionic exchange reaction" Solid State Ionics. 79. 227 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kobayashi et al.: "Structure and lithium deintercalation of Li_<2-x>RuO_3" Solid State Ionics. 82. 25 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Suzuki et al.: "The role of non-crystalline structure in materials science" J.Non-cryst.Solids. 192&193. 1-8 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Mizuseki et al.: "An interpretation of the low-energy excitations of Pd79Ge21 alloy glass within the soft-potential model" Physica. B213&214. 538-540 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shibata et al.: "Dynamical properties of icosahedral quasicrystal and glassy Al77Cu13V10;A comparative study by inelastic neutron scattering" Physica. B213&214. 573-575 (1995)

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      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kajitani et al.: "Construction of the TOF-type cold-neutron spectrometer,AGNES" Physica. B213&214. 872-874 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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